1
00:00:00,917 --> 00:00:02,238
Давайте сыграем в игру.

2
00:00:02,825 --> 00:00:05,701
Представьте, что вы в Лас Вегасе,

3
00:00:05,725 --> 00:00:07,076
в казино,

4
00:00:07,100 --> 00:00:11,116
и вы решили сыграть в игру на компьютере,

5
00:00:11,140 --> 00:00:13,726
например, в пасьянс или шахматы.

6
00:00:14,520 --> 00:00:17,670
Так же, как и человек,
компьютер делает ходы.

7
00:00:18,438 --> 00:00:20,138
Это игра «орёл или решка».

8
00:00:20,732 --> 00:00:23,787
Первый ход у того игрока,
у кого выпал «орёл»,

9
00:00:23,811 --> 00:00:25,612
в данном случае — у компьютера.

10
00:00:25,636 --> 00:00:28,492
Он может может как подбросить монету,
так и не подбрасывать,

11
00:00:28,516 --> 00:00:30,325
но вы не можете увидеть результат.

12
00:00:31,144 --> 00:00:32,325
Далее ваша очередь.

13
00:00:32,862 --> 00:00:35,704
Вы также можете выбрать,
подбрасывать монету или нет:

14
00:00:35,728 --> 00:00:39,188
компьютер не увидит вашего хода.

15
00:00:39,737 --> 00:00:43,736
В конце снова ход компьютера,

16
00:00:43,760 --> 00:00:46,451
и после этих трёх раундов

17
00:00:46,475 --> 00:00:48,404
монета открывается.

18
00:00:48,428 --> 00:00:51,236
Если выпал орёл — побеждает компьютер,

19
00:00:51,260 --> 00:00:52,975
если решка — вы.

20
00:00:54,210 --> 00:00:55,923
Игра довольно простая.

21
00:00:55,947 --> 00:00:59,340
Если все играют по-честному
и монета ровная,

22
00:00:59,364 --> 00:01:03,126
ваш шанс на победу — 50 на 50.

23
00:01:03,150 --> 00:01:05,424
Чтобы это доказать,

24
00:01:05,448 --> 00:01:08,583
я попросила своих студентов
сыграть в эту игру,

25
00:01:08,607 --> 00:01:10,591
что они неоднократно проделали.

26
00:01:10,615 --> 00:01:14,655
Как и ожидалось, они выигрывали
в 50 процентов случаев

27
00:01:14,679 --> 00:01:16,330
или около того.

28
00:01:16,354 --> 00:01:18,390
Скучноватая игра, правда?

29
00:01:18,414 --> 00:01:21,631
А что, если бы вы смогли сыграть
в неё на квантовом компьютере?

30
00:01:22,665 --> 00:01:25,745
Насколько я знаю, в казино Лас Вегаса

31
00:01:25,769 --> 00:01:27,510
квантовых компьютеров нет.

32
00:01:27,534 --> 00:01:30,970
Однако компания IBM создала
действующий квантовый компьютер.

33
00:01:30,994 --> 00:01:32,191
Вот он.

34
00:01:32,605 --> 00:01:34,389
Что же он из себя представляет?

35
00:01:34,534 --> 00:01:37,343
Квантовая физика занимается описанием

36
00:01:37,367 --> 00:01:41,137
поведение атомов и элементарных частиц,

37
00:01:41,161 --> 00:01:43,644
таких как электроны и протоны.

38
00:01:43,668 --> 00:01:45,392
Квантовый компьютер работает,

39
00:01:45,416 --> 00:01:48,023
контролируя эти частицы,

40
00:01:48,047 --> 00:01:51,713
но совсем не так, как это происходит
в обычных компьютерах.

41
00:01:52,279 --> 00:01:56,175
Так, квантовый компьютер
нельзя назвать более мощной версией

42
00:01:56,199 --> 00:01:58,304
современных компьютеров,

43
00:01:58,328 --> 00:02:02,335
так же как электрическую лампочку —
более мощной свечой.

44
00:02:02,359 --> 00:02:06,478
Вы не создадите электрическую лампочку
путём совершенствования свечи.

45
00:02:06,608 --> 00:02:09,263
При изготовлении лампочки
применяют другую технологию,

46
00:02:09,287 --> 00:02:11,941
основанную на более
глубоком научном понимании.

47
00:02:11,965 --> 00:02:15,702
По аналогии с этим, квантовый компьютер —
устройство другого типа,

48
00:02:15,726 --> 00:02:18,475
работа которого базируется
на принципах квантовой физики.

49
00:02:18,499 --> 00:02:21,649
И так же, как электрическая
лампочка когда-то изменила мир,

50
00:02:21,673 --> 00:02:24,333
квантовые компьютеры способны повлиять

51
00:02:24,357 --> 00:02:26,234
на многое в нашей жизни:

52
00:02:26,258 --> 00:02:30,186
обеспечение безопасности,
сферу здравоохранения и даже интернет.

53
00:02:30,837 --> 00:02:35,138
Поэтому компании по всему миру
работают над их созданием.

54
00:02:35,162 --> 00:02:37,497
Чтобы понять, почему это
вызывает такой ажиотаж,

55
00:02:37,521 --> 00:02:40,261
давайте сыграем в нашу игру
на квантовом компьютере.

56
00:02:40,862 --> 00:02:45,635
Я прямо отсюда могу подключиться
к квантовому компьютеру IBM,

57
00:02:45,659 --> 00:02:48,134
то есть могу поиграть в игру удалённо,

58
00:02:48,158 --> 00:02:49,308
как и вы.

59
00:02:50,151 --> 00:02:55,573
Вспомните письмо от TED,
высланное вам ранее,

60
00:02:55,597 --> 00:02:59,322
где мы справшивали,
подбросили бы вы монету или нет,

61
00:02:59,346 --> 00:03:01,041
играй вы в подобную игру.

62
00:03:01,065 --> 00:03:05,933
В действительности мы просили
сделать выбор между кругом и квадратом.

63
00:03:05,957 --> 00:03:09,799
Вы этого не знали, но выбор круга
означал «подбросить монету»,

64
00:03:09,823 --> 00:03:11,980
а квадрата — «не подбрасывать».

65
00:03:12,723 --> 00:03:15,564
Пришло 372 ответа.

66
00:03:15,588 --> 00:03:16,778
Благодарю.

67
00:03:16,802 --> 00:03:21,270
Это значит, что мы можем сыграть
с квантовым компьютером 372 раза,

68
00:03:21,294 --> 00:03:22,922
используя ваши варианты.

69
00:03:22,946 --> 00:03:25,191
Игра не заняла много времени,

70
00:03:25,215 --> 00:03:27,422
вот её результаты.

71
00:03:28,231 --> 00:03:30,537
К сожалению, вы сыграли неважно.

72
00:03:30,561 --> 00:03:32,634
(Смех)

73
00:03:32,658 --> 00:03:35,714
Квантовый компьютер
выиграл почти все игры,

74
00:03:36,159 --> 00:03:39,881
а немногочисленные проигрыши связаны
со сбоями в операционной системе.

75
00:03:39,905 --> 00:03:41,867
(Смех)

76
00:03:41,891 --> 00:03:45,192
Как же ему удалось добиться
такой удивительной череды побед?

77
00:03:46,224 --> 00:03:48,717
Похоже на волшебство или обман,

78
00:03:48,741 --> 00:03:51,599
хотя это всего лишь
квантовая физика в действии.

79
00:03:51,780 --> 00:03:53,356
Вот как это работает.

80
00:03:53,380 --> 00:03:58,832
Обычный компьютер принимает 
каждую сторону монеты за один бит,

81
00:03:58,856 --> 00:04:00,511
то есть за ноль или единицу,

82
00:04:00,535 --> 00:04:04,415
и его микросхема настроена
на положение монеты в данный момент.

83
00:04:04,439 --> 00:04:06,909
Квантовый компьютер
работает совершенно по-другому.

84
00:04:07,250 --> 00:04:11,763
Квантовый бит более динамичен, для него
характерно недвоичное состояние.

85
00:04:12,511 --> 00:04:18,353
Он может существовать в суперпозиции,
или ситуации наложения нуля и единицы:

86
00:04:18,377 --> 00:04:23,083
с некоторой вероятностью быть нулём,
и некоторой вероятностью — единицей.

87
00:04:23,545 --> 00:04:26,466
Другими словами, его состояние
находится в некоем диапазоне.

88
00:04:26,790 --> 00:04:30,593
Например, вероятность быть
нулём может составить 70 процентов,

89
00:04:30,617 --> 00:04:32,953
а единицей — 30 процентов.

90
00:04:32,977 --> 00:04:36,992
Или 80 — 20 и 60 — 40.

91
00:04:37,016 --> 00:04:39,629
Бесконечное количество вариантов.

92
00:04:39,653 --> 00:04:41,019
Ключевая идея в том,

93
00:04:41,043 --> 00:04:45,263
что мы вынуждены отказаться
от точных значений нуля и единицы

94
00:04:45,287 --> 00:04:47,378
и допустить некоторую неопределённость.

95
00:04:47,737 --> 00:04:49,388
Так, во время игры

96
00:04:49,412 --> 00:04:54,159
квантовый компьютер создаёт
динамичную комбинацию орла и решки,

97
00:04:54,183 --> 00:04:55,334
нуля и единицы,

98
00:04:55,358 --> 00:04:57,626
поэтому независимо от того,
бросает игрок монету

99
00:04:57,650 --> 00:04:58,838
или нет,

100
00:04:58,862 --> 00:05:01,238
суперпозиция остается неизменной.

101
00:05:01,830 --> 00:05:05,306
Можно провести аналогию
с перемешиванием двух жидкостей:

102
00:05:05,714 --> 00:05:10,099
будете вы их помешивать или нет,
они всё равно перемешаются,

103
00:05:10,123 --> 00:05:12,544
но квантовый компьютер

104
00:05:12,568 --> 00:05:16,508
может разделить ноль и единицу
в самый последний момент,

105
00:05:16,532 --> 00:05:20,270
с лёгкостью открывая орла,
так что вы каждый раз проигрываете.

106
00:05:20,294 --> 00:05:21,864
(Смех)

107
00:05:22,267 --> 00:05:25,647
Если вы думаете, что это немного
странно, вы абсолютно правы.

108
00:05:26,608 --> 00:05:30,687
Обычные монеты не состоят
из комбинаций орла и решки.

109
00:05:31,056 --> 00:05:35,260
Мы не сталкиваемся
с нестабильной квантовой реальностью

110
00:05:35,284 --> 00:05:36,754
в повседневной жизни.

111
00:05:36,967 --> 00:05:39,941
И не волнуйтесь, если понятие
о кванте сбивает вас с толку,

112
00:05:39,941 --> 00:05:41,431
со временем привыкните.

113
00:05:41,455 --> 00:05:44,619
(Смех)

114
00:05:44,643 --> 00:05:48,899
Но даже если мы не сталкиваемся
со странностями квантовых явлений,

115
00:05:48,923 --> 00:05:52,081
мы способны увидеть их в действии.

116
00:05:52,105 --> 00:05:53,859
Вы сами видели результат игры.

117
00:05:54,529 --> 00:05:55,990
Квантовый компьютер выиграл,

118
00:05:56,014 --> 00:06:00,802
потому что использовал
суперпозицию и неопределенность —

119
00:06:00,826 --> 00:06:03,182
свойства, обладающие
широчайшими возможностями

120
00:06:03,206 --> 00:06:05,624
и применимые не только
для побед в игре с монетами:

121
00:06:05,624 --> 00:06:09,126
на их основе возможно создание
квантовых технологий будущего.

122
00:06:09,150 --> 00:06:12,666
Приведу три примера, которые показывают,
каким образом может изменить жизнь

123
00:06:12,690 --> 00:06:14,500
пременение указанных свойств.

124
00:06:15,147 --> 00:06:18,042
Во-первых, квантовую
неопределённость можно

125
00:06:18,042 --> 00:06:20,472
использовать для создания
персональных ключей

126
00:06:20,472 --> 00:06:24,182
для шифрования сообщений,
отправляемых из одного места в другое.

127
00:06:24,286 --> 00:06:29,415
Потому что благодаря этой неопределённости
хакеры не смогут тайно

128
00:06:29,439 --> 00:06:30,992
и точно скопировать этот ключ:

129
00:06:31,809 --> 00:06:35,595
чтобы его взломать, им придётся нарушить

130
00:06:35,619 --> 00:06:36,888
законы квантовой физики.

131
00:06:37,531 --> 00:06:42,405
Данный вид шифрования
уже давно тестируют банки

132
00:06:42,429 --> 00:06:44,364
и другие организации по всему миру.

133
00:06:45,357 --> 00:06:50,806
Сегодня в мире более 17 миллиардов
соединённых друг с другом устройств.

134
00:06:50,919 --> 00:06:56,029
Только представьте, какое влияние может
оказать квантовое шифрование в будущем.

135
00:06:56,171 --> 00:07:01,901
Во-вторых, квантовые технологии способны
изменить здравоохранение и медицину.

136
00:07:02,427 --> 00:07:07,728
Например, возьмём трудности
лекарственной промышленности

137
00:07:07,752 --> 00:07:10,147
с определением структуры
молекул и их анализом:

138
00:07:10,171 --> 00:07:15,123
точное описание и вычисление

139
00:07:15,147 --> 00:07:19,249
всех квантовых свойств
каждого атома в молекуле —

140
00:07:19,273 --> 00:07:22,924
сложная вычислительная задача,
даже для нынешних суперкомпьютеров.

141
00:07:23,480 --> 00:07:25,686
Но квантовый компьютер работает лучше,

142
00:07:25,710 --> 00:07:28,964
потому что оперирует теми же
квантовыми свойствами, что и молекула,

143
00:07:28,988 --> 00:07:31,540
которую он пытается смоделировать.

144
00:07:31,564 --> 00:07:36,341
Возможно, применение квантового
моделирования для разработки лекарств

145
00:07:36,365 --> 00:07:39,651
поможет в борьбе с такими
заболеваниями, как болезнь Альцгеймера,

146
00:07:39,675 --> 00:07:41,817
поражающего тысячи людей.

147
00:07:42,355 --> 00:07:45,392
И, в-третьих, моё самое любимое
применение квантовой физики —

148
00:07:45,416 --> 00:07:50,075
телепортация информации
из одного места в другое

149
00:07:50,099 --> 00:07:53,141
без физической передачи данных.

150
00:07:53,847 --> 00:07:57,276
Звучит как научная фантастика,
но это возможно

151
00:07:57,300 --> 00:08:01,019
благодаря подвижным
состояниям квантовых частиц,

152
00:08:01,043 --> 00:08:04,741
которые способны перемещаться сквозь
время и пространство,

153
00:08:04,741 --> 00:08:08,035
так что когда вы изменяете одну частицу,

154
00:08:08,059 --> 00:08:09,515
это влияет на другую,

155
00:08:09,539 --> 00:08:12,197
что в итоге создаёт
канал для телепортации.

156
00:08:12,759 --> 00:08:15,648
Это уже демонстрируется
в исследовательских лабораториях

157
00:08:15,672 --> 00:08:18,593
и может стать частью
квантового интернета в будущем.

158
00:08:19,219 --> 00:08:22,566
Пока у нас нет подобной сети,

159
00:08:22,590 --> 00:08:25,494
но моя команда работает над этим:

160
00:08:25,518 --> 00:08:29,367
мы моделируем квантовую
сеть на квантовом компьютере.

161
00:08:30,052 --> 00:08:34,050
Мы спроектировали и внедрили
несколько интересных новых протоколов,

162
00:08:34,074 --> 00:08:39,756
таких как телепортация 
между разными пользователями сети,

163
00:08:39,780 --> 00:08:42,002
эффективная передача данных

164
00:08:42,026 --> 00:08:43,629
и даже безопасное голосование.

165
00:08:44,502 --> 00:08:47,381
Мне доставляет море удовольствия
быть квантовым физиком.

166
00:08:47,405 --> 00:08:48,898
Настоятельно рекомендую.

167
00:08:48,922 --> 00:08:50,880
(Смех)

168
00:08:50,904 --> 00:08:53,785
Мы исследователи квантовой страны чудес.

169
00:08:53,809 --> 00:08:57,103
Кто знает, какое применение
квантовой физики мы ещё найдём.

170
00:08:57,222 --> 00:09:00,047
К построению квантового будущего
следует подходить

171
00:09:00,071 --> 00:09:02,667
со всей осторожностью и ответственностью.

172
00:09:02,809 --> 00:09:04,607
А что касается лично меня,

173
00:09:04,631 --> 00:09:10,100
я не считаю квантовую физику лишь
инструментом для создания компьютеров.

174
00:09:10,124 --> 00:09:15,258
Для меня квантовый компьютер —
это способ познания тайн природы

175
00:09:15,282 --> 00:09:19,194
и мира за пределами
наших познаний и опыта.

176
00:09:19,218 --> 00:09:21,320
Как здорово, что мы, люди,

177
00:09:21,344 --> 00:09:24,336
не смотря на недосягаемость Вселенной,

178
00:09:24,360 --> 00:09:26,994
всё равно способны раздвинуть горизонты

179
00:09:27,018 --> 00:09:29,598
благодаря воображению и изобретательности.

180
00:09:30,211 --> 00:09:32,528
И Вселенная отблагодарит нас тем,

181
00:09:32,552 --> 00:09:36,480
что покажет, насколько она
интересна и удивительна.

182
00:09:37,171 --> 00:09:40,547
Будущее абсолютно непредсказуемо,

183
00:09:40,571 --> 00:09:43,750
и это просто порясающе.

184
00:09:44,344 --> 00:09:45,495
Спасибо.

185
00:09:45,519 --> 00:09:51,626
(Аплодисменты)